Wie eine Stanzpresse wie eine Abkantpresse wirkt

Neue Werkzeuge, Maschinenkonstruktionen und Software ermöglichen komplexe Formen

Dieses geschnittene und geformte Stück wurde vollständig in einem einzigen Aufbau auf einer Stanzpresse hergestellt. Fortschritte in der Werkzeug- und Maschinenkonstruktion machten dies möglich.

Einige scheuen die Verwendung von Formwerkzeugen für eine Stanzmaschine, insbesondere solche, die hohe Formen wie Flansche erzeugen, und historisch gesehen haben sie guten Grund, schüchtern zu sein. Das Formen auf älteren mechanischen Stanzpressen verursachte Probleme, hauptsächlich weilder manuellen mechanischen Einstellungen, die am Werkzeug vorgenommen werden mussten. Darüber hinaus war viel Formen einfach nicht möglich, da die mechanischen Maschinen mit einem Schwungrad angetrieben wurden und es daher keine Möglichkeit gab, den Stößel unten zu halten.

Das Timing könnte komplex werden, und es war nicht ungewöhnlich, dass Aufhängevorrichtungen auftraten - Werkzeuge, die das Material während des Rückhubs nach oben zogen. Sie gaben Ihnen oft nicht genau das Formular, das Sie brauchten. Die Idee hinter Formularwerkzeugen war (und ist)wirklich elegant, weil sie es Ihnen ermöglichen, diese kostspieligen sekundären Umformvorgänge zu eliminieren. Wenn Sie jedoch bei Ihrem primären Stanzvorgang regelmäßig einen Werkzeugabsturz haben, gehen viele dieser Einsparungen aus dem Fenster.

Sowohl Stanzmaschinen als auch ihre Werkzeuge sind im Laufe der Jahre präziser geworden. Mit der Stanzpressenhydraulik können Sie die Position des Werkzeugs steuern und die Schwebehöhen programmieren, die Sie für verschiedene Umformvorgänge benötigen.

Da Stempel keinen vollständigen Rückhub mehr ausführen müssen, können Sie komplexe Formen - sei es mit einem Radwerkzeug, einem Scharnierwerkzeug, einem Biegewerkzeug oder etwas anderem - viel zuverlässiger ausführen (siehe Abbildungen 1 und 2). Zum Beispiel ein SchlagDurch Drücken kann ein Radwerkzeug genau auf die Position abgesenkt werden, die zum Bilden von Rippen erforderlich ist, und Sie können Rollwerkzeuge verwenden, mit denen Sie Fackeln um Löcher oder anderswo auf die genaue Höhe erzeugen können, die Sie benötigen.

Der Übergang von mechanischen zu hydraulischen Stanzpressen erfolgte vor Jahren, aber zwei jüngste Innovationen haben einige verbleibende Herausforderungen bewältigt. Eine bezieht sich auf die Programmierung, während die andere die Herstellung höherer Formen betrifft, wie zFlansche mehr als ein oder zwei Zoll hoch. Heute können Stanzpressen Biegungen in Blechen erzeugen, die bis vor kurzem nur eine Abkantpresse erzeugen konnte.

Neue Punch Press Designs

Zum Formen auf einer herkömmlichen Revolverstanzpresse haben Sie möglicherweise einen Abstand von nur 0,984 Zoll oder sogar weniger. Ein Teil dieses Raums wird von der Formmatrize eingenommen, die das Material leicht anhebt, und dann haben Sie die Materialstärke. EtwasMit Werkzeugen können Sie einen erheblichen Teil dieses Abstands verwenden. In der Regel können Sie Formulare jedoch zuverlässig in einem Raum ausführen, der nur 50 Prozent des gesamten Abstands abzüglich der Materialstärke ausmacht. Das ist nicht viel.

Neue Stanzpressendesigns weisen jedoch Abstände auf, die das Formen berücksichtigen. Einige Systeme bieten Platz für bis zu 3 Zoll Formraum von der unteren Matrize bis zum oberen Stempel. Dies ermöglicht ein signifikantes Formen und Biegen, wie zFlansche bis zu 3 Zoll hoch. Wenn der Flansch komplementär um weniger als 90 Grad gebogen wird (wie in Abbildung 1 dargestellt), können die Flanschabmessungen sogar noch länger sein.

Diese Pressen haben nicht das herkömmliche Revolver-Setup, sondern verwenden stattdessen ein sogenanntes Tool-Changer-Design. Bei einer Standard-Turmkonstruktion verläuft das Blatt zwischen dem oberen und dem unteren Turm. Dies bietet natürlich einen schnellen Werkzeugwechsel -Aus diesem Grund wurden Türme erfunden. Gleichzeitig begrenzt das Design den Platz, was in einigen Fällen zu Problemen mit Teilestörungen führt. Es ist nur die Natur des Tieres.

Bei der Stanzmaschine im Werkzeugwechslerstil befindet sich das untere Karussell unter dem Bürstentisch, und die Matrizen treten zwischen und während des Betriebs nach Bedarf durch eine Matrizenrutsche aus und ziehen sich zurück. Dies bedeutet, dass sich die Stümpfe nach unten und aus dem Weg bewegenkann für viele Umformvorgänge wichtig sein. Zum Bilden einer Luftklappe gehört beispielsweise eine hohe Bodenform, die das Material zerkratzen kann, wenn es sich um den Tisch bewegt. Die Werkzeugwechslermaschine verhindert dies, indem sie die Matrize zulässtBewegen Sie sich zwischen den Treffern nach unten und aus dem Weg.

Funktionsweise der Stanzpress-Biegewerkzeuge

All dies öffnet die Tür für mehr Umformmöglichkeiten, nicht nur für Rippen, Luftschlitze und andere Kurzformen, sondern auch für die Art von hohen Flanschen, die Sie normalerweise mit einer Abkantpresse formen würden (siehe Abbildung 3). Der Biegestempel und Matrize in aStanzpressen sind eine Mischung aus einem Plattenbieger und einer Abkantpresse, die mit einigen einzigartigen Eigenschaften gemischt sind. Der Stempel sieht ein wenig aus wie ein Miniatur-Niederhaltewerkzeug auf einem Plattenbieger, während der Stempel eine V-Geometrie aufweist, wie Sie sie auf einem finden würdenBremsmatrize drücken (siehe Abbildung 4).

Der Würfelkörper sieht ein bisschen aus wie ein nach oben gerichteter Pac-Man und dreht sich tatsächlich während der Biegung. Diese Drehung faltet das Werkstück gegen einen stationären oberen Stempel und der Rotationsgrad der Matrize bestimmt den Biegewinkel (siehe Abbildung)5). Die Radien, die Sie erreichen können, hängen von der Konstruktion der V-Matrize ab, die bei der Bestellung des Werkzeugs beim Hersteller festgelegt werden kann. Wenn Sie einen bestimmten Radius erreichen müssen, z. B. für eine Biegung mit tiefem Radius, dreht sich die Matrize mit einem bestimmten RadiusGrad, um das Metall zu stoßen, während sich das Stück schrittweise vorwärts bewegt. Es ist Bump Bending im Stanzdruckstil.

Figur 2

Die Möglichkeit, die Stempelbewegung zu steuern, hat die Tür zu mehr Umformmöglichkeiten für die Stanzpresse geöffnet.

Die Toleranzen sind sowohl bei der Positioniergenauigkeit der Maschine als auch bei der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkzeugs äußerst eng, ähnlich wie bei einer modernen Abkantpresse mit Präzisionswerkzeugen. Auch Druckmaschinenbediener können Eingaben vornehmenÄnderungen in der Dicke. Angenommen, eine Materialcharge befindet sich am unteren Ende des Dickentoleranzfensters, während sich die nächste Charge am oberen Ende befindet, z. B. 0,055 Zoll für eine Charge und 0,061 Zoll für eine andere Charge. Dies kann einen Unterschied machenim Biegewinkel, aber solange der Bediener die Blechdicke überprüft und die Parameteränderung im Programm vornimmt, kann die Maschine dies berücksichtigen. Der Programmcode wird geändert (normalerweise in der Zeile G06) und teilt dem RAM mitwie weit zu kommen, bevor es seine Operationen ausführt.

Neben dem 3-in. Bei der Höhenbeschränkung sind andere Einschränkungen zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu einem Abkantpressenbetreiber kann eine Stanzpresse ein Teil nicht umdrehen, sodass ein Teil mit positiven und negativen Biegungen Probleme verursachen kann. Auch der Winkel vonDie Biegung ist normalerweise auf 90 Grad oder weniger begrenzt. Akute Biegungen von mehr als 90 Grad sind zum größten Teil nicht praktikabel (abhängig von Ihrem Werkzeug). Und aufgrund von Tonnagebeschränkungen kann das Material nur so seindick. Dies variiert je nach Stanzpresse und Werkzeug, beträgt jedoch normalerweise bis zu 0,118 Zoll.

Programmierstrategien

Wenn Sie sich auf einer Stanzpresse biegen, stehen Ihnen zahlreiche Programmieroptionen zur Verfügung. Traditionell programmieren Sie die Umformsequenz an einem Punkt, an dem sie keinen anderen Teil stört. Dies bedeutet normalerweise, dass Sie sich gegen Ende eines Nestes bildenStanzsequenz, nachdem der Großteil oder die gesamte Stanzung des Flachteils abgeschlossen ist.

An diesem Punkt können Sie entscheiden, alle Flansche in einem Teil gleichzeitig zu biegen. Sie schneiden das Profil und lassen die Laschen mit dem Nest verbunden, um die Stabilität der Teile zu gewährleisten. Biegen Sie den Flansch; Führen Sie dann das letzte Stanzen durch, um die Laschen zu schneiden und die zu lösenTeil, damit es die Rutsche hinunterrutschen kann. Diese Strategie kann gut funktionieren, wenn Sie das Formteil so schnell wie möglich aus dem Nest entfernen möchten, um Kollisionen mit den Werkzeugen zu vermeiden.

Alternativ können Sie die Profile (abzüglich des Materials für die Laschen) auf mehrere Teile - beispielsweise alle Teile in einer Reihe - aus den Biegungen stanzen und sie dann alle mit den letzten Stempeln, die die Laschen schneiden, über die Rutsche schicken. Diese StrategieReduziert die Anzahl der Werkzeugwechsel und kann so die Zykluszeit verkürzen. Dies funktioniert jedoch nur, wenn keine Gefahr einer Störung zwischen den Flanschen und dem Werkzeug besteht.

Laschen halten das Teil während des Biegens stabil, aber wo genau Sie diese Laschen platzieren, ihre Breite, wie viele und wie sie geschnitten werden, hängt von den Flanschgeometrien ab. Einige Stücke erfordern möglicherweise nur wenige oder sogar nur eine Lasche an einem flachen Abschnitt vonDas Teil. In anderen Fällen kann der Biegevorgang selbst die Laschen beschädigen. Dies kann beim Biegen von Unebenheiten hilfreich sein. Während einer solchen Sequenz brechen die Mikrotabellen, die das Teil an Ort und Stelle halten, und nach dem letzten Stoß bricht das Teil frei und gleitetdie Rutsche hinunter.

Bei der Programmierung muss auch berücksichtigt werden, wie genau diese Teile den Schacht hinuntergleiten. Wenn beispielsweise ein großes, schweres Teil mit einem hohen Flansch falsch über die Rutsche gleitet, kann seine Landung rau genug sein, um seine Biegewinkel zu ändernleicht; oder es kann mit ausreichender Kraft auf anderen geformten Teilen landen, um deren Biegewinkel zu ändern. Sie können diese Probleme beheben, indem Sie Änderungen am Programm vornehmen.

Software macht den Unterschied

Es ist möglich, alle diese Variablen manuell zu programmieren, dies kann jedoch kompliziert und zeitaufwändig sein. Es sind viele Details zu beachten, einschließlich der Art und Weise, wie das Biegewerkzeug gedreht werden soll (der Werkzeugsatz dreht sich um 360 Grad, um ihn auszurichtendie programmierten Biegelinien); wie man alles positioniert und sortiert, um Störungen zu vermeiden; und welche Breite des Biegewerkzeugs verwendet werden soll, abhängig davon, welches Werkzeug Sie in Ihrer Bibliothek haben und welche Biegungslänge Sie benötigen. In schwierigeren FällenDie manuelle Programmierung ist möglicherweise nicht sehr effizient, und es kann tatsächlich weniger Zeit in Anspruch nehmen, die Flansche an der Abkantpresse zu formen, insbesondere wenn diese Teile ohnehin für einige verbleibende Kurven zur Bremse fahren.

Hier kommt das letzte Puzzleteil ins Spiel: eine Software, die die Ermittlung der Schlag- und Biegefolgen automatisieren kann. Mit einer solchen Software können Sie das 3D-Modell des Teils, das Sie biegen möchten, auf der Stanzpresse zuführenan die Software, und es wird das Teil entfalten und Strategien vorschlagen, um es zu stanzen und zu biegen, basierend auf den auf der Maschine verfügbaren Werkzeugen. Das Offline-Programm funktioniert ähnlich wie die Offline-Biegeprogrammierung für Abkantpressen. Es sieht dasInterferenzpunkte, weiß genau, wie sich das Werkzeug drehen muss, und sequenziert es auf effiziente Weise. Als Programmierer können Sie entweder die Empfehlung der Software akzeptieren oder sie manuell an Ihre Bedürfnisse anpassen.

Mehr Optionen, größerer Durchsatz

Neben dem Schweißen bleibt das Biegen einer der häufigsten Engpässe in der Fabrik, weshalb das Verkürzen oder Eliminieren des Biegevorgangs so sinnvoll ist. Optimieren eines Designs, damit es auf einer Stanzpresse geformt werden kann - sei es aEine etwas kürzere Flanschhöhe, eine andere Biegeposition oder etwas anderes kann dazu beitragen, die Teilekosten auf dramatische Weise zu senken.

Eine Stanzpresse kann natürlich nicht jedes Teil formen, aber sie kann helfen, den Biegeengpass zu beseitigen. Eine Stanzpresse ist keine Abkantpresse, aber für die richtige Anwendung kann sie wie eine funktionieren.